一种可调式齿轮传动测试实验台

技术领域

本发明涉及齿轮测试技术与设备领域，尤其涉及一种可调式齿轮传动测试实验台。

背景技术

齿轮是机械设备中用于传递运动和动力转换的基础零部件，很大程度上决定着设备的性能，被广泛应用于航空航天、船舶制造、机床工具、轨道交通、交运交通、精密仪表中。而齿轮的试验技术和性能测试对齿轮的生产研制、制造加工、组装装配和平稳运行都具有重要意义。对齿轮进行相应的实验检验是保证其质量可靠，性能优越的不可或缺的环节。齿轮传动试验台是进行齿轮实验研究的主要设备，通常可分为运转式和非运转式两大类。非运转式齿轮传动试验台只能在静态加载的情况下对齿轮的静强度、弯曲疲劳进行试验；运转式齿轮传动试验台可使齿轮副在一定的转速和负载下测试齿轮。运转式的设备又可根据功率流的不同分为开式试验台和闭式试验台。开式结构原理简单、通用性好，但动力加载消耗高，闭式结构节约能源，但通用性差。近年来，随着齿轮生产加工和使用要求的研究不断深入，试验台的研究设计得到了普遍重视，取得了重大发展。

公开号为CN102706557A的专利公开了一种多功能齿轮传动台，在一个试验平台的基础上，通过拆装齿轮箱中不同位置的轴及相应齿轮，实现单机功率二分支齿轮传动轮系结构、二级展开式齿轮传动轮系结构、单级分扭式齿轮传动轮系结构和单级齿轮传动轮系结构；通过更换不同腹板厚度的齿轮和不同直径的轴，实现齿轮腹板刚度和轴的扭转刚度的变化。该试验台测试不同对象时需重新拆装齿轮轴，对装配精度有一定影响。

公开号为CN106769022A的专利公开了一种减速器传动性能测试装置，通过调整机构调整输入端检测件与输出端检测件的相对位置关系，从而使被测减速器的输入轴与输出轴相适应，使整个测试装置拥有了测试平行轴、相交轴和交错轴等多种类型减速器的能力。该测试装置可实现平行、相交、交错轴的减速器类型，但只能对标准齿轮进行测试，不能测试含装配误差例如有轴线偏移、俯仰角、相交角等的齿轮。

公开号为CN106226076的专利公开了一种多功能齿轮综合性能试验台，通过弧形滑槽调节输入轴和输出轴的角度，吊升装置调节高度，线性滑轨调节横向和纵向位置。该试验台可实现轴线交叉、交错、垂直的齿轮测试，但吊升装置的吊绳在承受较大载荷时会不可避免的产生形变，且弧形滑槽只能旋转90度，不能满足俯仰角偏差测试、还不能进行封闭功率和润滑测试。另外，齿轮啮合处的空间小，放不下直径较大的齿轮或传动比较大的内啮合齿轮。

显然，为推动齿轮传动测试实验的发展，上述现有技术的技术缺陷亟待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可调式齿轮传动测试实验台，其可通过平移、旋转、俯仰实现平行、相交、交错等多种类型多用途的齿轮传动测试，能在理想装配或有装配误差的条件下进行相关指标如效率、温升、承载能力、振动噪声等测试，同时还能保证啮合处空间充足，以测试尺寸较大的齿轮传动或大传动比内啮合齿轮传动。

为实现上述目的，本发明提供了一种可调式齿轮传动测试实验台，包括基座、测试组件及调节装置，所述测试组件包括对应测试对象输入端连接设置的输入端检测件和对应测试对象输出端连接设置的输出端检测件，所述调节装置设在基座上用于支撑输入端检测件和输出端检测件并可调节二者相对位置；所述调节装置包括用于驱动输入端检测件俯仰摆动的俯仰机构、用于驱动输入端检测件旋转摆动的旋转机构、用于驱动输入端检测件竖向移动的升降机构、用于驱动输出端检测件横向移动的横向机构及用于驱动输出端检测件纵向移动的纵向机构。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述输入端检测件包括驱动电机及输入端测试传感组件，所述驱动电机、输入端测试传感组件与测试对象之间均通过弹性联轴器相连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述输出端检测件包括负载电机及输出端测试传感组件，所述负载电机、输出端测试传感组件与测试对象之间均通过弹性联轴器相连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述输入端检测件输入端检测件与输出端检测件之间设有一支撑座，所述支撑座为可调高度的结构；所述基座上设有一环绕输入端检测件的弧形导轨，所述支撑座安装在弧形导轨上并可沿弧形导轨移动。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述支撑座包括若干沿竖向依次套设的单元箱体，相邻单元箱体之间通过螺母螺钉组件相连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述输入端检测件安装在俯仰机构上，所述俯仰机构为弧形交叉轨式手动摆台结构。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述俯仰机构安装在旋转机构上，所述旋转机构为球轴承导轨式滑台结构。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述旋转机构安装在升降机构上，所述升降机构安装在基座上，所述升降机构为蜗轮蜗杆升降台结构。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述输出端检测件安装在横向机构上，所述横向机构为行星滚柱丝杠台结构。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述横向机构安装在纵向机构上，所述纵向机构安装在基座上，所述纵向机构为行星滚柱丝杠台结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

本发明提供的一种可调式齿轮传动测试实验台，在满足整体强度和刚度的前提下，具有自由度高、操作调整方便、整体精度高、测试对象范围宽的优点，可通过输入端或输出端的平移、旋转、俯仰实现平行、相交、交错等多种类型多用途的齿轮传动测试，能在理想装配或有装配误差的条件下进行相关指标如效率、温升、承载能力、振动噪声等测试，同时啮合处空间充足，可以测试尺寸较大的齿轮传动或大传动比内啮合齿轮传动。

附图说明

图1为本发明第一种使用状态的结构示意图；

图2为本发明第二种使用状态的结构示意图；

图3为本发明第三种使用状态的结构示意图；

图4为本发明第四种使用状态的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例

如图1至图4所示(图1、2、3和4分别表示输入轴检测件轴线与输出轴检测件轴线处于平行、垂直、水平相交及俯仰倾斜状态下的试验台测试状态)：本实施例提供了一种可调式齿轮传动测试实验台，包括基座11、测试组件及调节装置，所述测试组件包括对应测试对象(图中未示出)输入端连接设置的输入端检测件和对应测试对象输出端连接设置的输出端检测件，所述调节装置设在基座11上用于支撑输入端检测件和输出端检测件并可调节二者相对位置；所述调节装置包括用于驱动输入端检测件俯仰摆动的俯仰机构2、用于驱动输入端检测件旋转摆动的旋转机构15、用于驱动输入端检测件竖向移动的升降机构13、用于驱动输出端检测件横向移动的横向机构9及用于驱动输出端检测件纵向移动的纵向机构10。当基座11呈矩形时，如图1所示，横向即基座11长度方向，纵向即基座11宽度方向，竖向及基座11高度方向。

本实施例中，所述输入端检测件包括驱动电机1及输入端测试传感组件4，所述驱动电机1、输入端测试传感组件4与测试对象之间均通过弹性联轴器3相连接。所述输出端检测件包括负载电机8及输出端测试传感组件6，所述负载电机8、输出端测试传感组件6与测试对象之间均通过弹性联轴器3相连接。输入端测试传感组件4及输出端测试传感组件6均可包括转速转矩传感器、温度传感器、加速度传感器和噪音传感器等现有的测试用传感器。测试对象包括开式齿轮或闭式箱体齿轮，可实现一定尺寸范围内的外啮合齿轮传动或大传动比内啮合齿轮传动测试等。驱动电机1、输入端测试传感组件4、负载电机8及输出端测试传感组件6均可通过支撑台7安装固定，支撑台7通过标准螺孔与相关机构固定连接。

本实施例中，所述输入端检测件输入端检测件与输出端检测件之间设有一支撑座5，所述支撑座5为可调高度的结构；所述基座11上设有一环绕输入端检测件的弧形导轨12，所述支撑座5安装在弧形导轨12上并可沿弧形导轨12移动。支撑座5用于支撑齿轮封闭功率和润滑实验的箱体，其高度可调，以适应输入端检测件的高度调节；支撑座5沿弧形导轨12移动则适应输入端检测件的旋转移动，配合不同角度的相交轴实验。作为优选，所述支撑座5包括若干沿竖向依次套设的单元箱体，相邻单元箱体之间通过螺母螺钉组件相连接。

本实施例中，所述输入端检测件安装在俯仰机构2上，所述俯仰机构2为弧形交叉轨式手动摆台结构，例如NFPG精密弧形交叉轨式手动摆台，通过手动旋转机构15的旋杆调节俯仰角度；俯仰机构2俯仰的变化角为最大可为±7.5°，当俯仰机构2做俯仰运动时，输入端检测件同步发生俯仰移动，从而使得输入轴的轴线与水平面之间具有一定夹角。

本实施例中，所述俯仰机构2安装在旋转机构15上，所述旋转机构15为球轴承导轨式滑台结构，例如AKR球轴承导轨式滑台，通过手旋分厘卡调节旋转角度，可实现360°旋转；当旋转机构15做旋转运动时，俯仰机构2与输入端检测件同步发生旋转移动。

本实施例中，所述旋转机构15安装在升降机构13上，所述升降机构13安装在基座11上，所述升降机构13为蜗轮蜗杆升降台结构，通过手旋旋杆控制蜗杆14转动，从而调整上下高度，最大上升高度可为120mm；当升降机构13做升降运动时，旋转机构15、俯仰机构2与输入端检测件同步发生升降移动，即沿竖向移动。

本实施例中，所述输出端检测件安装在横向机构9上，所述横向机构9为行星滚柱丝杠台结构；横向机构9的行星滚柱丝杠沿横向布置，横向机构9具有横向调节电机，当横向调节电机正转时，其台面通过行星滚柱丝杠朝靠近输入端检测件的方向移动，从而带动台面上输出端检测件横向移动，当横向调节电机反转时则具有相反效果。

本实施例中，所述横向机构9安装在纵向机构10上，所述纵向机构10安装在基座11上，所述纵向机构10为行星滚柱丝杠台结构；纵向机构10的行星滚柱丝杠沿纵向布置，纵向机构10具有纵向调节电机，当纵向调节电机转动时，其台面通过行星滚柱丝杠发生纵向移动，从而带动台面上横向机构9及输出端检测件纵向移动。

如图1所示，当需要测试平行轴线齿轮副啮合时，先通过升降机构13，将输入端检测件和输出端检测件调至同一高度，然后调节纵向机构10，逐步调整纵向的进给量，直至两齿轮副完全啮合，这种方式可测试正常装配条件下的直齿/斜齿齿轮传动，或一定尺寸范围内的内啮合齿轮传动等。

如图2所示，当需要测试垂直轴线齿轮副啮合时，通过调节旋转机构15将输入端检测件旋转90°，然后通过升降机构13调整输入端检测件和输出端检测件中心轴线至90°平面垂直状态，最后通过分别调整输出端检测件的横向机构9和纵向机构10位移量，调节输出端横向和纵向的进给量至齿轮副正确啮合，这种方式可用于测试锥齿轮等；

当需要实现交错轴线齿轮副啮合时，仍然是通过调节旋转机构15将输入端检测件旋转90°，然后通过升降机构13调整调节输入端和输出端中心轴线至90°空间垂直状态，最后通过分别调整输出端检测件的横向机构9和纵向机构10位移量，调节输出端检测件横向和纵向的进给量至齿轮副正确啮合，这种方式可用于测试蜗杆传动等。

如图3所示，当需要测试的啮合齿轮副具有一定的相交轴角时，可先通过升降机构13，将输入端检测件和输出端检测件调至同一高度，通过调节旋转机构15使输入端检测件沿弧形导轨12旋转，从而达到所需角度位置，呈现齿轮副轴线相交状态。

如图4所示，当需要测试的啮合齿轮副具有一定的俯仰角度时，先通过升降机构13，将输入端检测件和输出端检测件调至同一高度，处于齿轮副轴线平行状态，然后通过调节俯仰机构2，使齿轮副两轴线满足所需俯仰角角度，从而达到测试目的。

需要测试的啮合齿轮副包含中心距偏移、轴线相交角和轴线俯仰角中的两种或两种以上情况时，也可通过调整上述相关机构达到测试目的。

最后说明的是，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。